• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.96.1-96.1
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• 2012

SOFC는 다른 연료전지보다 상대적으로 높은 구동 온도를 가지며 그로인해 높은 에너지 효율을 가진다. 먼저 금속연결제의 경우 높은 고온에서 산화 반응이 쉽게 일어나기 때문에 이로 인하여 연결재의 주요 특성인 전기전도도의 감소와 부피변화로 인한 크랙등이 유발되어 연결재의 주요 기능인 전기적인 연결 뿐만 아니라, 물리적으로 양극과 음극의 차폐 또한 어려워져 장기 구동에 있어서 주요 결함의 원인이되고 있다. 이로 인하여 많은 세라믹 연결재의 개발이 진행되어왔고, 이중에서 perovskite-structure를 가지는 LCO계의 연결재에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. $LaCrO_3$는 열팽창 계수가 주요 구성소재들과 유사하다는 장점과 도핑과 친환으로 인하여 특성제어가 용이하다는 이유 때문에 주로 사용되고 있다. 그러나 $LaCrO_3$는 낮은 전기전도도와 높은 소결온도에서 Cr휘발되는 단점이 있다. 이를 해결하기 위해서 A에 희토류와 B-site에 전위금속을 치환하여 소결 온도를 낮춘 연구들이 진행 되었다. 본 연구에서는 이런 결과 중 $La_{0.7}Ca_{0.3}Cr_{0.9}Co_{0.1}O_3$조성에 소결조제를 첨가하여 그에 따른 특성변화를 관찰하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.138-138
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• 2018

선박을 통한 해상수송은 세계 무역의 80% 이상을 차지하고 있으며, 대부분의 선박은 저질중유의 연소로부터 추진력을 발생시키는 디젤 엔진을 원동력으로 사용하고 있다. 이러한 디젤 엔진은 연소의 부산물로 매년 백만 톤 이상의 오염물질을 방출하는데, 그 주성분은 탄소로 이루어져 있고 고온 열분해 또는 압축 점화 엔진의 작동 부산물들이 소량 포함되어 있다. 이에 본 연구에서는 선박으로부터 배출된 폐 수트를 리튬이온전지용 도전재로 활용하기 위한 독특한 방법이 제안되었다. 실험에 사용된 폐 수트는 운항중인 컨테이너선으로부터 수집되었으며, 수집된 폐 수트는 탄소 성분 이외의 불순물을 제거하고 흑연화 정도를 개선시키기 위해 $2,000^{\circ}C$로 열처리되었다. 열처리된 폐 수트의 모폴로지를 확인하기 위해 투과전자현미경을 이용하여 그 형상을 관찰하였으며, 이를 통해 폐 수트의 일차 입자는 지름이 약 70-100 nm 정도인 양파껍질 모양의 탄소(carbon nano-onion)로 형성된다는 것이 확인되었다. 또한, XRD, RAMAN 분광법 및 BET 분석 결과를 통해, 열처리된 폐 수트가 결정성이 있는 흑연으로 재형성되었으며 비표면적은 일반적으로 사용되는 활물질에 비해 약간 더 높다는 것을 확인할 수 있었다. 한편, 이러한 특성은 리튬이온전지용 도전재로 활용될 수 있는 가능성을 보여주었고, 이는 전기화학적 정전류 충전 및 방전 테스트를 통해 그 성능이 확인되었다. 일반적으로 사용되는 도전재의 테스트 결과와 폐 수트를 도전재로 사용한 테스트 결과를 Fig. 1에 나타내었다. 이상의 실험 결과들을 미루어 볼 때, 선박으로부터 배출된 폐 수트가 리튬전지용 음극 활물질 및 도전재로 재활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.28 no.5
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• pp.338-343
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• 2015

Dye sensitized solar cells (DSSCs), which is one of the contending renewable energy sources, have the problem of low efficiency. To improve the efficiency, the fast electron transport and long electron lifetime are required. In this study, one-dimensional sodium hexatitanate, which is expected to have an advantageous structure for electron transports, was synthesized and the feasibility of the material on DSSC was tested. Its physical properties were characterized by the SEM, XRD, and BET method. The dye adsorption and solar cell properties were also characterized. In addition to the expectation of fast electron transport, sodium hexatitanate showed longer electron lifetime: This means sodium hexatitanate can improve the DSSC efficiency. However, it showed low current and voltage because of the low surface area leading to the low amount of dye adsorbed. Therefore, it should be mixed with titanium oxide with high surface area for the optimal performance.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.145-145
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• 2017

음극재에 사용되는 타이타니아 나노튜브($TiO_2$ nanotubes)는 높은 종횡비를 가지고 있으며, 기계적인 강도가 우수하고 화학적인 안정성이 높다. 그러나 낮은 전기전도도와 상대적으로 넓은 밴드갭(bandgap)은 다양한 활용 분야에 이 물질이 활용되는 것을 제한하고 있는 상황이다. 전기 화학적 분야에서 광화학 반응 또는 과전압에서 밴드갭을 줄이기 위한 타이타니아 나노튜브의 나노 구조 변형에 대한 많은 연구가 있어왔다. 본 연구에서는 산화 몰리브덴(Molybdenum oxide)을 촉매로 사용하여 타이타니아 나노튜브에 전기충격법을 이용하여 도핑했다. 생성된 타이타니아 나노튜브를 $450^{\circ}C$에서 1시간 30분 동안 가열하여 타이타니아 나노구조를 아나타제(anatase) 구조로 변형켰다. 타이타니아 나노튜브의 구조적인 변화를 scanning electron microscopy(SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy(EDS) 등을 통해 측정했고 UV-Visiblespectroscopy를 통해 도핑된 타이타니아 나노튜브의 밴드갭을 측정하였다. 몰리브덴이 도핑된 타이타니아 나노튜브는 기존의 타이타니아 나노튜브가 가지는 밴드갭인 3.0 ~ 3.2eV 범위보다 더 낮아진 2.6 ~ 2.8eV의 범위를 가지는 것을 확인하였다. 몰리브덴이 도핑된 타이타니아 나노튜브는 다양한 광촉매 분야에 적용될 수 있을 것으로 예상된다.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.51 no.1
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• pp.47-53
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• 2018

Sn-based lithium-ion batteries have low cost and high theoretical specific capacity. However, one of major problem is the capacity fading caused by volume expansion during lithiation/delithiation. In this study, 3-dimensional foam structure of Cu-Sn alloy is prepared by co-electrodeposition including large free space to accommodate the volume expansion of Sn. The Cu-Sn foam structure exhibits highly porous and numerous small grains. The result of EDX mapping and XPS spectrum analysis confirm that Cu-Sn foam consists of $SnO_2$ with a small quantity of CuO. The Cu-Sn foam structure electrode shows high reversible redox peaks in cyclic voltammograms. The galvanostatic cell cycling performances show that Cu-Sn foam electrode has high specific capacity of 687 mAh/g at a current rate of 50 mA/g. Through SEM observation after the charge/discharge processes, the morphology of Cu-Sn foam structure is mostly maintained despite large volume expansion during the repeated lithiation/delithiation reactions.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.30 no.12
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• pp.709-714
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• 2020

For zinc-air batteries, there are several limitations associated with zinc anodes. The self-discharge behavior of zinc-air batteries is a critical issue that is induced by corrosion reaction and hydrogen evolution reaction (HER) of zinc anodes. Aluminum and indium are effective additives for controlling the hydrogen evolution reaction as well as the corrosion reaction. To enhance the electrochemical performances of zinc-air batteries, mechanically alloyed Zn-Al and Zn-In materials with different compositions are successfully fabricated at 500rpm and 5h milling time. Investigated materials are characterized by X-ray diffractometer (XRD), field emission scanning electron microscope (FE-SEM), and energy dispersive spectrometer (EDS). Alloys are investigated for the application as novel anodes in zinc-air batteries. Especially, the material with 3 wt% of indium (ZI3) delivers 445.37 mAh/g and 408.52 mAh/g of specific discharge capacity with 1 h and 6 h storage, respectively. Also, it shows 91.72 % capacity retention and has the lowest value of corrosion current density among attempted materials.

• Journal of Energy Engineering
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• v.19 no.1
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• pp.16-20
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• 2010

In present work, tin-carbon mixtures by using carbon from pyrolyzed coffee seeds were synthesized. Synthesis methods includes simple mixing and chemical mixing. X-ray diffraction pattern indicated carbon and tin mixture peaks and scanning electron microscope images showed particles size of $12{\sim}85\;{\mu}m$ and shape. Charge discharge test were carried out. Tin-carbon mixture by chemical mixing indicated higher discharge capacity of 191 mAh/g than commercial carbon black(105 mAh/g) for 15cycles. Tin-carbon mixture by simple mixing indicated similar performance to carbon black.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2011.05a
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• pp.193-195
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• 2011

강판재 사용에 있어 수소취성현상은 강판재가 고강도화됨에 따라 그 감수성이 커지는 것으로 알려져 있다. 특히 노출강판재의 경우, 표면으로부터 침투해 들어가는 수소에 의한 수소취화 거동에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 고강도 DP강을 시험편으로 하여, 음극전기분해법에 의해 수소를 강제주입시킨 후, DP강 표면하 subsurface zone의 수소취화 거동을 평가하고자 하였다. 미소경도분포 측정결과, 수소주입시간이 증가함에 따라 표면하 subsurface zone의 경도 또한 증가하는 것으로 조사되었다. 이는 수소에 의해 표면하 subsurface zone의 경화가 일어나 DP강의 기계적 특성에 영향을 미친것으로 판단된다. 미소경도분포의 측정결과와 미세조직 관찰결과로부터 수소임계침투깊이를 평가하였고, 이를 통해 DP강내 수소확산에 의한 수소임계침투깊이가 존재함을 확인할 수 있었다.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.12 no.1
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• pp.1-6
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• 2014

A large amount of acidic waste solution is generated from the practical electrokinetic decontamination equipments for the remediation of soil contaminated with uranium. After filtration of uranium hydroxides formed by adding CaO into the waste solution, the filtrate was recycled in order to reduce the volume of waste solution. However, when the filtrate was used in an electrokinetic equipment, the low permeability of the filtrate from anode cell to cathode cell due to a high concentration of calcium made several problems such as the weakening of a fabric tamis, the corrosion of electric wire and the adhension of metallic oxides to the surface of cathode electrode. To solve these problems, sulfuric acid was added into the filtrate and calcium in the solution was removed as $CaSO_4$ precipitate. A decontamination test using a small electrokinetic equipment for 20 days indicated that Ca-removed waste solution decreased uranium concentration of the waste soil to 0.35 Bq/g, which is a similar to a decontamination result obtained by distilled water.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.38 no.8
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• pp.411-419
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• 2016

The objective of this study was to evaluate the application possibility of tube type electrolysis module system using recirculation process through removal organic matters and nitrogen in the pigment wastewater. The tube type electrolysis module consisted of a inner rod anode and an outer tube cathode. Material used for anode was titanium electroplated with $RuO_2$. Stainless steel was used for cathode. It was observed that the pollutant removal efficiency was increased according to the decrease of flowrate and increase of current density. When the retention time in tube type electrolysis module system was 180 min, chlorate concentration was 382.4~519.6 mg/L. The chlorate production was one of the major factors in electrochemical oxidation of tube type electrolysis module system using recirculation process used in this research. The pollutant removal efficiencies from the bench scale tube type electrolysis module system using recirculation operated under the electric charge of $4,500C/dm^2$ showed the $COD_{Mn}$ 89.6%, $COD_{Cr}$ 67.8%, T-N 96.8%, and Color 74.2%, respectively and energy consumption was $5.18kWh/m^3$.